封堵废弃油井的方法与流程

1.本发明属于矿产资源生产技术领域，具体涉及一种封堵废弃油井的方法。


背景技术：

2.国内外众多沉积盆地中，石油、天然气、煤共存乃至共生。例如，在国内，煤与石油这两种能源资源垂向重叠在松辽、二连、准噶尔、塔里木、柴达木、伊利和鄂尔多斯等盆地普遍存在。在资源开采过程中，先期部分石油资源开采工程给后期煤矿开采造成极大的安全隐患。这些带着隐患的煤矿陆续投产后，产生了因不同资源开采而形成的灾害。
3.含油地层往往位于煤系地层以下，且早起石油井未进行彻底的封堵，后期这些废弃油井将对煤矿开采产生几个重大安全隐患。例如，废弃油井内可积聚大量高压甲烷、硫化氢等有毒有害气体(即油层气)，采掘面揭露油井时，存在高压油层气大量涌入，甚至喷入的巨大隐患；工作面推进到油气渗透区域，存在甲烷、硫化氢等毒害气体溢出超标的隐患；采掘面揭露油井过程中，存在油井导通含水层、甚至地面水体而引起突然涌水的隐患；油井金属套管对地层的锚固作用，影响工作面顶板安全控制的隐患。
4.由此，为了确保煤矿安全生产，必须对影响煤炭资源开采区域内的废弃油井进行封堵。


技术实现要素：

5.针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了封堵废弃油井的方法。该封堵废弃油井的方法的采取了施工人工井底的方式，在废弃油井的井筒内设置封堵层，从而将废弃井筒进行全面封堵，保障后续煤矿的施工安全，并且本技术的封堵方法实施简单，投资小。
6.根据本发明，提供了一种封堵废弃油井的方法，包括：
7.步骤一，对废弃油井进行透孔操作，并至预设位置，
8.步骤二，向废弃油井中送入阻底件，
9.步骤三，向废弃油井中送入封堵料并在所述阻底件的上方形成封堵层，
10.步骤四，进行检测以判断封堵是否成功，
11.其中，如果封堵不成功，则重复步骤二到四。
12.在一个实施例中，在步骤一中，预设位置设置在煤系目的层之下的90-150米。
13.在一个实施例中，在步骤二中，阻底件包括支撑柱、缠绕式设置在所述支撑柱外侧的纤维布料和箍在所述纤维布料外侧的紧箍条。
14.在一个实施例中，在步骤二中，所述支撑柱的上端突出于所述纤维布料，以使得所述阻底件通过下入钻具的方式送入。
15.在一个实施例中，在步骤二中，阻底件的直径比废弃油井的直径大4-10厘米。
16.在一个实施例中，在步骤三中，通过油管向废弃油井中的所述阻底件的上方泵送混凝土，待混凝土凝固后以形成封堵层。
17.在一个实施例中，泵送的混凝土的量，根据下面公式得到：
[0018][0019]
其中，q为泵送的混凝土的量，单位千克；
[0020]
d为废弃油井的直径，单位为米；
[0021]
h为需要设置的封堵层的厚度，单位为米；
[0022]
ρ为混凝土的密度，单位为千克每立方米。
[0023]
在一个实施例中，在步骤三中，采用12-18mpa的压力泵送混凝土。
[0024]
在一个实施例中，在步骤四中，通过下入钻具并向封堵层施加压力的方式进行检测，如果钻具下移超过预设安全值，则需要进行重复步骤二到四，其中，钻具下压的压力通过下面公式得到：
[0025][0026]
其中，f为钻具下压的压力，单位为牛顿；
[0027]
d为废弃油井的直径，单位为米；
[0028]
h为废弃井筒中的所有的封堵层的厚度和，单位为米；
[0029]
ρ为混凝土的密度，单位为千克每立方米；
[0030]
g为重力加速度，为9.8米每秒的平方。
[0031]
在一个实施例中，在步骤四中，预设安全值为1米，并且，在重复步骤二到四的过程中，阻底件与废弃油井之间的摩擦力相对于上一次阻底件与废弃油井之间的摩擦力增加。
[0032]
与现有技术相比，本发明的优点在于：该封堵废弃油井的方法的采取了施工人工井底的方式，在废弃油井的井筒内设置封堵层，从而将废弃井筒进行全面封堵，保障后续煤矿的施工安全，并且本技术的封堵方法实施简单，投资小。
附图说明
[0033]
下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
[0034]
图1显示了根据本发明的一个实施例的封堵废弃油井的方法的流程图；
[0035]
图2显示了根据本发明的一个实施例的封堵废弃油井的示意图；
[0036]
图3显示了根据本发明的一个实施例的封堵废弃油井的示意图。
[0037]
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
[0038]
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
[0039]
本发明的实施例提出了一种封堵废弃油井的方法，流程图如图1所示。在封堵废弃油井的方法中，首先进行s1步骤，需要对废弃油井(在图2和3中以图号1标识)进行透孔操作，直至预设位置(在图3中以图号2标识)。具体地，在该操作中，可以选用钻具对废弃油井
进行通井，用于整理该废弃油井的井壁，以为后续工序准备规整的废弃油井井筒。根据本技术，如图2和3所示，透井到煤系目的层之下的90-150米。也就是说，预设位置设置在煤系目的层(在图2和3中以图号3标识)之下的90-150米处，例如100米。
[0040]
然后进行s2步骤，向废弃油井中送入阻底件。其中，根据本技术，阻底件包括支撑柱、纤维布料和紧箍条。其中，支撑柱可以为木棍，或者金属柱。例如，该支撑柱为木棍，主要起到基础支撑的作用。例如，该支撑柱的直径不大于73毫米，长度为0.8米。纤维布料缠绕式设置在支撑柱外侧，在轴向上，纤维布缠绕在木棍的一端。例如，纤维布缠绕在木棍的轴向的长度为0.5米。紧箍条可以为铁丝。在纤维布料缠绕在木棍上后，可以利用铁丝进行捆紧操作，用于保证整体性，避免纤维布料脱落。在本技术中，纤维布料可以为麻布，优选为阻燃纤维布。
[0041]
优选地，成型后，阻底件的直径比废弃油井的直径大4-10厘米。当然，根据下入的次序不同，阻底件的直径可以略微调整。例如，第一次下入阻底件的直径比废弃油井的直径大5厘米，如果后续检测封堵不成功，第二次下入的阻底件的直径比废弃油井的直径大可以超过5厘米，根据不同的情况，第二次下入的阻底件的直径比废弃油井的直径大7厘米或者8厘米等。也就是说，适当增加阻底件的直径，用于增加摩擦力，从而提高封堵成功率。
[0042]
在该工序中，阻底件通过钻具进行下入。例如，将阻底件放到井筒口后，下入钻具进行下压，以促动阻底件在废弃井筒内移动，直至将阻底件送到位置(此处需要解释的是，在第一次下放过程中，阻底件被送入到预设位置，而在多次下放过程中，该阻底件被送入到上一次的封堵层的上方)，并提出钻具。该阻底件主要用于进行承托封堵层。而本技术的阻底件结构简单，容易实现，可以现场制作。另外，该阻底件的纤维布料具有一定的适应井筒直径的能力，很容易与井筒壁产生摩擦力，用于更好的阻底并承托封堵层。
[0043]
再然后进行s3步骤，向废弃油井中送入封堵料并在所述阻底件的上方形成封堵层，封堵层和阻底件一起形成人工井底(在图3中以图号4标识)。具体地，通过油管向废弃油井中的所述阻底件的上方泵送混凝土，待混凝土凝固后以形成封堵层。其中，所泵送的混凝土为水泥和水的混合物，例如，水泥和水的质量比可以为10：3，可以采用p0 42.5级水泥。优选地，可以在混凝土中假如速凝剂，用于提高混凝土的凝固速度。在泵送过程中，可以采用12-18mpa的压力进行，例如，15mpa。
[0044]
在泵送混凝土过程中，所泵送的混凝土的量，可以依据公式进行计算。其中，q为泵送的混凝土的量，单位千克；d为废弃油井的直径，单位为米；h为需要设置的封堵层的厚度，单位为米；ρ为混凝土的密度，单位为千克每立方米。当然，上述计算所得的量为理想值，在现实操作中，混凝土会粘在油管管壁上，以及会有少部分渗漏，则实际泵送的量可以在计算量上增加一个工程估算值或者乘以一个系数，该估算值或者系数可以根据不同的井筒以及施工情况进行人为设定。
[0045]
直至，混凝土侯凝结束，例如侯凝需要至少8小时。泵送混凝土封堵废弃井筒的方式操作非常简便，很容易实现，并且这种方式所用材料低廉，经济效益高。
[0046]
最后进行s4步骤，在对封堵层进行检测，判断封堵是否成功。具体地，在混凝土侯凝结束后，可以下入钻具并向封堵层施加压力的方式进行检测。其中，钻具下压的压力通过
下面公式得到。其中，f为钻具下压的压力，单位为牛顿；d为废弃油井的直径，单位为米；h为废弃井筒中的所有的封堵层的厚度和，单位为米；ρ为混凝土的密度，单位为千克每立方米；g为重力加速度，为9.8米每秒的平方。在压力作用到封堵层后，封堵层有可能下移，如果下移超过预设安全值，则判断封堵并不成功，需要进行再一次的封堵。具体地，在该封堵层的上方送入阻底件，然后再在该阻底件上泵送混凝土，用于形成另一层封堵层。再进行检测，直至在钻具压力下，封堵层下移，未超过预设安全值。优选地，预设安全值可以为1米。
[0047]
可以理解地，为了提高封堵效果，尽快封堵成功，阻底件与废弃油井之间的摩擦力相对于上一次阻底件与废弃油井之间的摩擦力增加。优选地，为了实现摩擦力增加，可以通过增加纤维布料的方式，增加阻底件的直径。具体地，例如，第一次下入阻底件的直径比废弃油井的直径大5厘米，第二次下入的阻底件的直径比废弃油井的直径大7厘米。
[0048]
通过本技术的封堵废弃油井的方法，很简便地便可以治理废弃油井，保证煤矿井不受废弃油井的灾害影响。同时，本技术的封堵废弃油井的方法操作简单，技术可靠，费用低廉。
[0049]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。